一种超声接收型换能器用压电陶瓷材料.pdf

上传人:54 文档编号:4777005 上传时间:2018-11-12 格式:PDF 页数:5 大小:380.58KB
返回 下载 相关 举报
摘要
申请专利号:

CN201310373683.0

申请日:

2013.08.26

公开号:

CN103435346A

公开日:

2013.12.11

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

授权|||实质审查的生效IPC(主分类):C04B 35/493申请日:20130826|||公开

IPC分类号:

C04B35/493

主分类号:

C04B35/493

申请人:

江苏大学

发明人:

黄新友; 高春华; 李军

地址:

212013 江苏省镇江市京口区学府路301号

优先权:

专利代理机构:

南京经纬专利商标代理有限公司 32200

代理人:

楼高潮

PDF下载: PDF下载
内容摘要

本发明涉及无机非金属材料技术领域,特指一种超声接收型换能器用压电陶瓷材料。所述压电陶瓷的组成为:xPb(Fe1/2Ta1/2)O3-mPb(Yb1/2Nb1/2)O3-y(Pb0.90Ba0.05Sr0.05)(Zr0.54Ti0.46)O3+0.01~0.6wt.%U2O3+0.01~0.6wt.%LiNbO3+0.01~0.9wt.%La2O3;其中,0.01≤x≤0.2mol,0.01≤m≤0.2mol,0.6≤y≤0.98mol,x+m+y=1。所制备的压电陶瓷的介电常数约为3500左右,机械品质因素(Qm)小于等于80,径向机电耦合系数(Kp)为0.75左右,压电应变常数(d33)大于等于480pC/N,谐振频率时间稳定性好,其变化率(tfr)小于0.006%(老化200小时),介质损耗(tanδ)小于1.0%;使用过程中性能稳定性好,安全性高。

权利要求书

权利要求书
1.    一种超声接收型换能器用压电陶瓷,所述压电陶瓷的介电常数为3493-3512,机械品质因素为71-77,径向机电耦合系数为0.74-0.77,压电应变常数d33为482 pC/N -490pC/N,老化200小时后的谐振频率时间稳定性tfr为0.002%-0.005%,介质损耗为0.82%-0.91%,其特征在于:所述压电陶瓷的组成为:xPb(Fe1/2Ta1/2)O3-mPb(Yb1/2Nb1/2)O3-y(Pb0.90Ba0.05Sr0.05)(Zr0.54Ti0.46)O3+0.01~0.6wt.%U2O3+0.01~0.6wt.%LiNbO3+0.01~0.9wt.%La2O3;其中,0.01≤x≤0.2 mol, 0.01≤m≤0.2 mol, 0.6≤y≤0.98 mol, x+m+y=1;其中Pb(Fe1/2Ta1/2)O3、Pb(Yb1/2Nb1/2)O3、(Pb0.90Ba0.05Sr0.05)(Zr0.54Ti0.46)O3、 LiNbO3分别是采用常规的化学原料以固相法合成, U2O3、LiNbO3和La2O3的添加量分别为xPb(Fe1/2Ta1/2)O3-mPb(Yb1/2Nb1/2)O3-y(Pb0.90Ba0.05Sr0.05)(Zr0.54Ti0.46)O3质量的0.01~0.6%、0.01~0.6%和0.01~0.9%。

2.     如权利要求1所述的一种超声接收型换能器用压电陶瓷,其特征在于:所述的Pb(Fe1/2Ta1/2)O3的制备过程包括:将常规的化学原料Pb3O4和Fe2O3和Ta2O5按1/3:1/4:1/4摩尔比配料,研磨混合均匀后放入氧化铝坩埚内于850℃~900℃保温120分钟,固相反应合成Pb(Fe1/2Ta1/2)O3,冷却后研磨过200目筛,备用。

3.     如权利要求1所述的一种超声接收型换能器用压电陶瓷,其特征在于:所述Pb(Yb1/2Nb1/2)O3的制备过程包括:将常规的化学原料Pb3O4和Yb2O3和Nb2O5按1/3:1/4:1/4摩尔比配料,研磨混合均匀后放入氧化铝坩埚内于850℃~900℃保温120分钟,固相反应合成Pb(Yb1/2Nb1/2)O3,冷却后研磨过200目筛,备用。

4.  如权利要求1所述的一种超声接收型换能器用压电陶瓷,其特征在于:所述压电陶瓷的组成为:xPb(Fe1/2Ta1/2)O3-mPb(Yb1/2Nb1/2)O3-y(Pb0.90Ba0.05Sr0.05)(Zr0.54Ti0.46)O3+0.03~0.5wt.% U2O3+0.05~0.5wt.%LiNbO3+0.05~0.7wt.%La2O3 ;其中,0.05≤x≤0.15 mol, 0.05≤m≤0.15 mol, 0.70≤y≤0.9 mol,x+m+y =1。

5.  如权利要求1所述的一种超声接收型换能器用压电陶瓷,其特征在于:所述压电陶瓷的组成为:xPb(Fe1/2Ta1/2)O3-mPb(Yb1/2Nb1/2)O3-y(Pb0.90Ba0.05Sr0.05)(Zr0.54Ti0.46)O3+0.05~0.4wt.% U2O3+0.09~0.4wt.%LiNbO3+0.08~0.6wt.%La2O3; 其中,0.08≤x≤0.13 mol, 0.08≤m≤0.13 mol, 0.74≤y≤0.84 mol,x+m+y =1。

说明书

说明书一种超声接收型换能器用压电陶瓷材料
技术领域
   本发明涉及无机非金属材料技术领域,特指一种超声接收型换能器用压电陶瓷材料,它采用常规的固相法压电陶瓷的制备方法,利用普通化学原料,制备得到高稳定高压电性能压电陶瓷,该压电陶瓷适合于制备超声接收型换能器等。  
背景技术
   压电陶瓷具有优良的压电效应,是功能陶瓷中应用非常广泛的一类,如传感器、换能器、滤波器等,在国民经济和国防工业中发挥着重要的作用,由于无铅压电陶瓷的压电性能与锆钛酸铅基压电陶瓷的压电性能相差很大,目前,制作超声换能器等器件主要是锆钛酸铅基压电陶瓷,有的压电性能好,但是其时间稳定性较差,由于时间的延长,容易产生谐振频率的较大漂移,相对带宽的较大的变化,很难满足高压电性能和高时间稳定性的要求;有的压电性能不太好,有的介电常数较低,有的介质损耗较大,满足不了超声接收型换能器等器件的要求。为了改进压电陶瓷材料的性能,常采用两种途径:一是通过在基体材料中加入第三元或第四元以形成新材料来达到改性的目的;二是根据不同掺杂离子对材料性能的影响不同,对材料进行掺杂改性;本发明得到高时间稳定高压电性能的钽铁酸铅铌镱酸铅锆钛酸铅四元系压电陶瓷,能用于制备超声接收型换能器等器件;一般情况下,锆钛酸铅压电陶瓷的烧结温度在1260℃~1280℃,本发明的压电陶瓷的烧结温度为1110~1130℃左右,这样大大的降低能耗,节约成本,同时能抑制氧化铅的挥发。 
发明内容
    本发明的目的是这样来实现的:
    一种超声接收型换能器用压电陶瓷,其配方为:xPb(Fe1/2Ta1/2)O3-mPb(Yb1/2Nb1/2)O3-y(Pb0.90Ba0.05Sr0.05)(Zr0.54Ti0.46)O3+0.01~0.6 wt.%U2O3+0.01~0.6wt.%LiNbO3+0.01~0.9wt.%La2O3;其中,0.01≤x≤0.2 mol, 0.01≤m≤0.2 mol, 0.6≤y≤0.98 mol, x+m+y=1;其中Pb(Fe1/2Ta1/2)O3、Pb(Yb1/2Nb1/2)O3、(Pb0.90Ba0.05Sr0.05)(Zr0.54Ti0.46)O3、 LiNbO3分别是采用常规的化学原料以固相法合成。
  U2O3、LiNbO3和La2O3的添加量分别为xPb(Fe1/2Ta1/2)O3-mPb(Yb1/2Nb1/2)O3-y(Pb0.90Ba0.05Sr0.05)(Zr0.54Ti0.46)O3质量的0.01~0.6%、0.01~0.6%和0.01~0.9%。
所述压电陶瓷的介电常数为3493-3512,机械品质因素为71-77,径向机电耦合系数为0.74-0.77,压电应变常数d33为482 pC/N -490pC/N,老化200小时后的谐振频率时间稳定性tfr为0.002%-0.005%,介质损耗为0.82%-0.91%。
   本发明的压电陶瓷所用的Pb(Fe1/2Ta1/2)O3的制备过程包括:将常规的化学原
料Pb3O4和Fe2O3和Ta2O5按1/3:1/4:1/4摩尔比配料,研磨混合均匀后放入氧
化铝坩埚内于850℃~900℃保温120分钟,固相反应合成Pb(Fe1/2Ta1/2)O3,冷却
后研磨过200目筛,备用。
   本发明的压电陶瓷所用Pb(Yb1/2Nb1/2)O3的制备过程包括:将常规的化学原料
Pb3O4和Yb2O3和Nb2O5按1/3:1/4:1/4摩尔比配料,研磨混合均匀后放入氧化
铝坩埚内于850℃~900℃保温120分钟,固相反应合成Pb(Yb1/2Nb1/2)O3,冷却后
研磨过200目筛,备用。    
  本发明采用常规的固相法陶瓷制备工艺,即首先按配方配料将配合料球磨粉碎混合,进行烘干后,加入粘合剂造粒,再压制成生坯片,然后在空气中进行排胶和烧结,经保温并自然冷却后,获得钽铁酸铅铌镱酸铅锆钛酸铅四元系压电陶瓷,在陶瓷上被电极,然后极化,老化,测性能。
上述超声接收型换能器用压电陶瓷的配方最好采用下列二种方案: 
xPb(Fe1/2Ta1/2)O3-mPb(Yb1/2Nb1/2)O3-y(Pb0.90Ba0.05Sr0.05)(Zr0.54Ti0.46)O3+0.03~0.5wt.% U2O3+0.05~0.5wt.%LiNbO3+0.05~0.7wt.%La2O3 ;其中,0.05≤x≤0.15 mol, 0.05≤m≤0.15 mol, 0.70≤y≤0.9 mol,x+m+y =1;
xPb(Fe1/2Ta1/2)O3-mPb(Yb1/2Nb1/2)O3-y(Pb0.90Ba0.05Sr0.05)(Zr0.54Ti0.46)O3+0.05~0.4wt.% U2O3+0.09~0.4wt.%LiNbO3+0.08~0.6wt.%La2O3; 其中,0.08≤x≤0.13 mol, 0.08≤m≤0.13 mol, 0.74≤y≤0.84 mol,x+m+y =1。 
本发明与现有技术相比,具有如下优点:
1、所制备的压电陶瓷的介电常数约为3500左右,机械品质因素(Qm)小于等于80,径向机电耦合系数(Kp)为0.75左右,压电应变常数(d33)大于等于480pC/N,谐振频率时间稳定性好,其变化率(tfr)小于0.006%(老化200小时), 介质损耗(tanδ)小于1.0%;使用过程中性能稳定性好,安全性高。 
2、本专利的压电陶瓷性能很容易调节,以满足系列超声接收型换能器等器件的要求。 
3、本陶瓷采用常规的固相法压电陶瓷制备工艺即可进行制备,所使用的原料是常规的化学原料,制作成本低,本发明的压电陶瓷的烧结温度为1110~1130℃,这样大大的降低能耗,节约成本,同时能抑制氧化铅的挥发。
具体实施方式
   现在结合实施例对本发明作进一步的描述。表1给出本发明的实施例共4个试样的配方。
   本发明的实施例共4个试样的配方的主要原料采用常规的化学原料并预先合成Pb(Fe1/2Ta1/2)O3、Pb(Yb1/2Nb1/2)O3、(Pb0.90Ba0.05Sr0.05)(Zr0.54Ti0.46)O3、 LiNbO3,按上述配方配料,将配好的料用蒸馏水或去离子水采用行星球磨机球磨混合,料:球:水=1:3:(0.6~1.0),球磨4~8小时后,烘干得干粉料,在干粉料中加入占其重量5~8%的浓度为10%(重量百分比)的聚乙烯醇溶液,进行造粒,混研后过40目筛,再在20~30Mpa压力下进行干压成生坯片,然后在温度为750~850℃下保温1~4小时进行排胶,升温速率为50~100℃/小时;然后将样品置于氧化铝坩埚中,密闭烧结,烧结温度为1110~1130℃,保温时间为1~2小时,即得到陶瓷片;陶瓷片经研磨抛光后两面被覆银电极,并在硅油中120℃左右极化,极化电场为3000~5000伏/mm,极化时间为15~20分钟;极化完毕,测试谐振频率,经过老化200小时测试谐振频率,计算谐振频率随时间的变化率(tfr);极化完毕,经过老化48小时,测试其他性能,上述各配方试样的性能列于表2。
从表2可以看出所制备的压电陶瓷的介电常数(ε)约为3500左右,机械品质因素(Qm)小于等于80,径向机电耦合系数(Kp)为0.75左右,压电应变常数(d33)大于等于480pC/N,谐振频率时间稳定性好,其变化率(tfr)小于0.006%(老化200小时), 介质损耗(tanδ)小于1.0%。  
           表1 本发明的实施例共4个试样的配方
            
表2本发明的实施例共4个试样的配方的性能

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

一种超声接收型换能器用压电陶瓷材料.pdf_第1页
第1页 / 共5页
一种超声接收型换能器用压电陶瓷材料.pdf_第2页
第2页 / 共5页
一种超声接收型换能器用压电陶瓷材料.pdf_第3页
第3页 / 共5页
点击查看更多>>
资源描述

《一种超声接收型换能器用压电陶瓷材料.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《一种超声接收型换能器用压电陶瓷材料.pdf(5页珍藏版)》请在专利查询网上搜索。

1、(10)申请公布号 CN 103435346 A (43)申请公布日 2013.12.11 CN 103435346 A *CN103435346A* (21)申请号 201310373683.0 (22)申请日 2013.08.26 C04B 35/493(2006.01) (71)申请人 江苏大学 地址 212013 江苏省镇江市京口区学府路 301 号 (72)发明人 黄新友 高春华 李军 (74)专利代理机构 南京经纬专利商标代理有限 公司 32200 代理人 楼高潮 (54) 发明名称 一种超声接收型换能器用压电陶瓷材料 (57) 摘要 本发明涉及无机非金属材料技术领域, 特指一种超。

2、声接收型换能器用压电陶瓷材 料。 所 述 压 电 陶 瓷 的 组 成 为 : xPb(Fe1/2Ta1/2) O3-mPb(Yb1/2Nb1/2)O3-y(Pb0.90Ba0.05Sr0.05) (Zr0.54Ti0.46)O3+0.010.6wt.%U2O3+0.010.6wt.% LiNbO3+0.010.9wt.%La2O3; 其中, 0.01x0.2m ol,0.01m0.2mol,0.6y0.98mol,x+m+y=1。 所制备的压电陶瓷的介电常数约为 3500 左右, 机 械品质因素 (Qm) 小于等于 80, 径向机电耦合系数 (Kp) 为 0.75 左右, 压电应变常数 (d3。

3、3) 大于等于 480pC/N, 谐振频率时间稳定性好, 其变化率 (tfr) 小于 0.006%(老化 200 小时) , 介质损耗 (tan) 小于 1.0% ; 使用过程中性能稳定性好, 安全性高。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 3 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书3页 (10)申请公布号 CN 103435346 A CN 103435346 A *CN103435346A* 1/1 页 2 1. 一种超声接收型换能器用压电陶瓷, 所述压电陶瓷的介电常数为 3493-3512, 机械品质因素为 71-77, 径。

4、向机电耦合系数为 0.74-0.77, 压电应变常数 d33为 482 pC/ N -490pC/N, 老化 200 小时后的谐振频率时间稳定性 tfr为 0.002%-0.005%, 介质损耗 为 0.82%-0.91%, 其特征在于 : 所述压电陶瓷的组成为 : xPb(Fe1/2Ta1/2)O3-mPb(Yb1/2Nb1/2) O3-y(Pb0.90Ba0.05Sr0.05)(Zr0.54Ti0.46)O3+0.010.6wt.%U2O3+0.010.6wt.%LiNbO3+0.010.9wt .%La2O3; 其中, 0.01x0.2 mol, 0.01m0.2 mol, 0.6y0.。

5、98 mol, x+m+y=1 ; 其中 Pb(Fe1/2Ta1/2)O3、 Pb(Yb1/2Nb1/2)O3、 (Pb0.90Ba0.05Sr0.05)(Zr0.54Ti0.46)O3、 LiNbO3分别是采 用常规的化学原料以固相法合成, U2O3、 LiNbO3和 La2O3的添加量分别为 xPb(Fe1/2Ta1/2) O3-mPb(Yb1/2Nb1/2)O3-y(Pb0.90Ba0.05Sr0.05)(Zr0.54Ti0.46)O3质 量 的 0.010.6%、 0.010.6% 和 0.010.9%。 2. 如权利要求 1 所述的一种超声接收型换能器用压电陶瓷, 其特征在于 : 所。

6、述的 Pb(Fe1/2Ta1/2)O3的制备过程包括 : 将常规的化学原料Pb3O4和Fe2O3和Ta2O5按1/3 : 1/4 : 1/4 摩尔比配料, 研磨混合均匀后放入氧化铝坩埚内于850900保温120分钟, 固相反应合 成 Pb(Fe1/2Ta1/2)O3, 冷却后研磨过 200 目筛, 备用。 3. 如权利要求 1 所述的一种超声接收型换能器用压电陶瓷, 其特征在于 : 所述 Pb(Yb1/2Nb1/2)O3的制备过程包括 : 将常规的化学原料Pb3O4和Yb2O3和Nb2O5按1/3 : 1/4 : 1/4 摩尔比配料, 研磨混合均匀后放入氧化铝坩埚内于850900保温120分钟。

7、, 固相反应合 成 Pb(Yb1/2Nb1/2)O3, 冷却后研磨过 200 目筛, 备用。 4. 如权利要求 1 所述的一种超声接收型换能器用压电陶瓷, 其特征在于 : 所述压 电 陶 瓷 的 组 成 为 : xPb(Fe1/2Ta1/2)O3-mPb(Yb1/2Nb1/2)O3-y(Pb0.90Ba0.05Sr0.05)(Zr0.54Ti0.46) O3+0.030.5wt.% U2O3+0.050.5wt.%LiNbO3+0.050.7wt.%La2O3 ; 其中, 0.05 x 0.15 mol, 0.05 m 0.15 mol, 0.70 y 0.9 mol, x+m+y =1。 5。

8、. 如权利要求 1 所述的一种超声接收型换能器用压电陶瓷, 其特征在于 : 所述压 电 陶 瓷 的 组 成 为 : xPb(Fe1/2Ta1/2)O3-mPb(Yb1/2Nb1/2)O3-y(Pb0.90Ba0.05Sr0.05)(Zr0.54Ti0.46) O3+0.050.4wt.% U2O3+0.090.4wt.%LiNbO3+0.080.6wt.%La2O3; 其中, 0.08 x 0.13 mol, 0.08 m 0.13 mol, 0.74 y 0.84 mol, x+m+y =1。 权 利 要 求 书 CN 103435346 A 2 1/3 页 3 一种超声接收型换能器用压电陶。

9、瓷材料 技术领域 0001 本发明涉及无机非金属材料技术领域, 特指一种超声接收型换能器用压电陶瓷材 料, 它采用常规的固相法压电陶瓷的制备方法, 利用普通化学原料 , 制备得到高稳定高压 电性能压电陶瓷, 该压电陶瓷适合于制备超声接收型换能器等。 背景技术 0002 压电陶瓷具有优良的压电效应, 是功能陶瓷中应用非常广泛的一类, 如传感器、 换 能器、 滤波器等, 在国民经济和国防工业中发挥着重要的作用, 由于无铅压电陶瓷的压电性 能与锆钛酸铅基压电陶瓷的压电性能相差很大, 目前, 制作超声换能器等器件主要是锆钛 酸铅基压电陶瓷, 有的压电性能好, 但是其时间稳定性较差, 由于时间的延长, 。

10、容易产生谐 振频率的较大漂移, 相对带宽的较大的变化, 很难满足高压电性能和高时间稳定性的要求 ; 有的压电性能不太好, 有的介电常数较低, 有的介质损耗较大, 满足不了超声接收型换能器 等器件的要求。 为了改进压电陶瓷材料的性能, 常采用两种途径 : 一是通过在基体材料中加 入第三元或第四元以形成新材料来达到改性的目的 ; 二是根据不同掺杂离子对材料性能的 影响不同, 对材料进行掺杂改性 ; 本发明得到高时间稳定高压电性能的钽铁酸铅铌镱酸铅 锆钛酸铅四元系压电陶瓷 , 能用于制备超声接收型换能器等器件 ; 一般情况下, 锆钛酸铅 压电陶瓷的烧结温度在 1260 1280, 本发明的压电陶瓷的。

11、烧结温度为 11101130左 右, 这样大大的降低能耗, 节约成本, 同时能抑制氧化铅的挥发。 发明内容 0003 本发明的目的是这样来实现的 : 一种超声接收型换能器用压电陶瓷, 其配方为 : xPb(Fe1/2Ta1/2)O3-mPb(Yb1/2Nb1/2) O3-y(Pb0.90Ba0.05Sr0.05)(Zr0.54Ti0.46)O3+0.010.6 wt.%U2O3+0.010.6wt.%LiNbO3+0.010.9wt .%La2O3; 其中, 0.01x0.2 mol, 0.01m0.2 mol, 0.6y0.98 mol, x+m+y=1 ; 其中Pb(Fe1/2Ta1/2)。

12、O3、 Pb(Yb1/2Nb1/2)O3、 (Pb0.90Ba0.05Sr0.05)(Zr0.54Ti0.46)O3、 LiNbO3分别是采用 常规的化学原料以固相法合成。 0004 U2O3、 LiNbO3和 La2O3的 添 加 量 分 别 为 xPb(Fe1/2Ta1/2)O3-mPb(Yb1/2Nb1/2) O3-y(Pb0.90Ba0.05Sr0.05)(Zr0.54Ti0.46)O3质量的 0.010.6%、 0.010.6% 和 0.010.9%。 0005 所述压电陶瓷的介电常数为 3493-3512, 机械品质因素为 71-77, 径向机电耦合系 数为0.74-0.77, 压。

13、电应变常数d33为482 pC/N -490pC/N, 老化200小时后的谐振频率时间 稳定性 tfr为 0.002%-0.005%, 介质损耗为 0.82%-0.91%。 0006 本发明的压电陶瓷所用的 Pb(Fe1/2Ta1/2)O3的制备过程包括 : 将常规的化学原 料 Pb3O4和 Fe2O3和 Ta2O5按 1/3 : 1/4 : 1/4 摩尔比配料, 研磨混合均匀后放入氧 化铝坩埚内于 850 900保温 120 分钟, 固相反应合成 Pb(Fe1/2Ta1/2)O3, 冷却 后研磨过 200 目筛, 备用。 0007 本发明的压电陶瓷所用 Pb(Yb1/2Nb1/2)O3的制备。

14、过程包括 : 将常规的化学原料 说 明 书 CN 103435346 A 3 2/3 页 4 Pb3O4和 Yb2O3和 Nb2O5按 1/3 : 1/4 : 1/4 摩尔比配料, 研磨混合均匀后放入氧化 铝坩埚内于 850 900保温 120 分钟, 固相反应合成 Pb(Yb1/2Nb1/2)O3, 冷却后 研磨过 200 目筛, 备用。 本发明采用常规的固相法陶瓷制备工艺, 即首先按配方配料将配合料球磨粉碎混合, 进行烘干后, 加入粘合剂造粒, 再压制成生坯片, 然后在空气中进行排胶和烧结, 经保温并 自然冷却后, 获得钽铁酸铅铌镱酸铅锆钛酸铅四元系压电陶瓷, 在陶瓷上被电极, 然后极 化。

15、, 老化, 测性能。 0008 上述超声接收型换能器用压电陶瓷的配方最好采用下列二种方案 : xPb(Fe1/2Ta1/2)O3-mPb(Yb1/2Nb1/2)O3-y(Pb0.90Ba0.05Sr0.05)(Zr0.54Ti0.46)O3+0.030.5wt.% U2O3+0.050.5wt.%LiNbO3+0.050.7wt.%La2O3 ; 其中, 0.05 x 0.15 mol, 0.05 m 0.15 mol, 0.70 y 0.9 mol, x+m+y =1 ; xPb(Fe1/2Ta1/2)O3-mPb(Yb1/2Nb1/2)O3-y(Pb0.90Ba0.05Sr0.05)(Zr。

16、0.54Ti0.46)O3+0.050.4wt.% U2O3+0.090.4wt.%LiNbO3+0.080.6wt.%La2O3; 其中, 0.08 x 0.13 mol, 0.08 m 0.13 mol, 0.74 y 0.84 mol, x+m+y =1。 0009 本发明与现有技术相比, 具有如下优点 : 1、 所制备的压电陶瓷的介电常数约为 3500 左右, 机械品质因素 (Qm) 小于等于 80, 径向 机电耦合系数 (Kp) 为 0.75 左右, 压电应变常数 (d33) 大于等于 480pC/N, 谐振频率时间稳定 性好, 其变化率 (tfr) 小于 0.006%(老化 200。

17、 小时) , 介质损耗 (tan) 小于 1.0% ; 使用过 程中性能稳定性好, 安全性高。 0010 2、 本专利的压电陶瓷性能很容易调节, 以满足系列超声接收型换能器等器件的要 求。 0011 3、 本陶瓷采用常规的固相法压电陶瓷制备工艺即可进行制备, 所使用的原料是常 规的化学原料, 制作成本低, 本发明的压电陶瓷的烧结温度为 11101130, 这样大大的降 低能耗, 节约成本, 同时能抑制氧化铅的挥发。 具体实施方式 0012 现在结合实施例对本发明作进一步的描述。表 1 给出本发明的实施例共 4 个试样 的配方。 0013 本发明的实施例共 4 个试样的配方的主要原料采用常规的化。

18、学原料并预先合 成 Pb(Fe1/2Ta1/2)O3、 Pb(Yb1/2Nb1/2)O3、 (Pb0.90Ba0.05Sr0.05)(Zr0.54Ti0.46)O3、 LiNbO3,按 上 述 配方配料 , 将配好的料用蒸馏水或去离子水采用行星球磨机球磨混合 , 料 : 球 : 水 =1:3:(0.61.0), 球磨 48 小时后, 烘干得干粉料, 在干粉料中加入占其重量 58% 的浓 度为 10%( 重量百分比 ) 的聚乙烯醇溶液, 进行造粒, 混研后过 40 目筛, 再在 2030Mpa 压 力下进行干压成生坯片, 然后在温度为 750850下保温 14 小时进行排胶, 升温速率为 501。

19、00 / 小时 ; 然后将样品置于氧化铝坩埚中, 密闭烧结, 烧结温度为 11101130, 保温 时间为 12 小时, 即得到陶瓷片 ; 陶瓷片经研磨抛光后两面被覆银电极, 并在硅油中 120 左右极化, 极化电场为 30005000 伏 /mm, 极化时间为 1520 分钟 ; 极化完毕, 测试谐振频 率, 经过老化 200 小时测试谐振频率, 计算谐振频率随时间的变化率 (tfr) ; 极化完毕, 经过 老化 48 小时, 测试其他性能, 上述各配方试样的性能列于表 2。 说 明 书 CN 103435346 A 4 3/3 页 5 0014 从表 2 可以看出所制备的压电陶瓷的介电常数。

20、 () 约为 3500 左右 , 机械品质 因素 (Qm) 小于等于 80, 径向机电耦合系数 (Kp) 为 0.75 左右, 压电应变常数 (d33) 大于等于 480pC/N, 谐振频率时间稳定性好, 其变化率 (tfr) 小于 0.006%(老化 200 小时) , 介质损耗 (tan) 小于 1.0%。 表 1 本发明的实施例共 4 个试样的配方 表 2 本发明的实施例共 4 个试样的配方的性能 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已, 并不用以限制本发明, 凡在本发明的精神和 原则之内所作的任何修改、 等同替换和改进等, 均应包含在本发明的保护范围之内。 说 明 书 CN 103435346 A 5 。

展开阅读全文
相关资源
猜你喜欢
相关搜索

当前位置:首页 > 化学;冶金 > 水泥;混凝土;人造石;陶瓷;耐火材料〔4〕


copyright@ 2017-2020 zhuanlichaxun.net网站版权所有
经营许可证编号:粤ICP备2021068784号-1